CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 2. NỘI DUNG 2 21. Thiết kế hệ thống cấp dầu 2 211. Hệ thống làm nóng 2 212. Hệ thống bơm dầu hai cấp 3 22. Máy phun dầu 3 221. Các loại máy phun dầu 4 222. Bộ phun cơ học 4 223. Máy phun hơi (hoặc khí nén) 16 224. Bộ phun khí áp suất thấp 25 225. Máy phun siêu âm 28 226. Máy phun cốc quay 28 23. Van điều tiết khí 32 231. Loại van điều tiết khí 32 232. Nguyên lý cơ bản của van điều tiết khí 34 233. Loại bản vẽ phác của van điều tiết khí xoáy 38 234. Thanh ghi dòng khí đối lưu 39 24. Nguyên tắc thiết kế của lò hơi đốt dầu 43 241. Tốc độ tỏa nhiệt thể tích trong lò 43 242. Diện tích mặt cắt của lò 47 243. Sắp xếp các đầu đốt thông dụng 49 CHƯƠNG 3. KẾT LUẬN 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52
+q TIỂU LUẬN Mơn học: Lị Đề tài: THIẾT KẾ BUỒNG ĐỐT DẦU TP Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 11 năm 2022 MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG NỘI DUNG 2-1 Thiết kế hệ thống cấp dầu .2 2-1-1 Hệ thống làm nóng 2-1-2 Hệ thống bơm dầu hai cấp .3 2-2 Máy phun dầu 2-2-1 Các loại máy phun dầu .4 2-2-2 Bộ phun học 2-2-3 Máy phun (hoặc khí nén) 16 2-2-4 Bộ phun khí áp suất thấp .25 2-2-5 Máy phun siêu âm 28 2-2-6 Máy phun cốc quay 28 2-3 Van điều tiết khí 32 2-3-1 Loại van điều tiết khí 32 2-3-2 Nguyên lý van điều tiết khí 34 2-3-3 Loại vẽ phác van điều tiết khí xốy 38 2-3-4 Thanh ghi dịng khí đối lưu 39 2-4 Nguyên tắc thiết kế lò đốt dầu 43 2-4-1 Tốc độ tỏa nhiệt thể tích lò 43 2-4-2 Diện tích mặt cắt lị 47 2-4-3 Sắp xếp đầu đốt thông dụng 49 CHƯƠNG KẾT LUẬN .51 TÀI LIỆU THAM KHẢO .52 CHƯƠNG MỞ ĐẦU Dầu nhiên liệu nhiên liệu lỏng sử dụng phổ biến Vận chuyển dễ dàng thiết kế đơn giản tốn làm cho nồi đốt dầu ưa chuộng Dầu nhiên liệu sử dụng nơi mà chi phí nhiên liệu khơng vượt trội ưu điểm khác lò đốt dầu Nhiên liệu lỏng cháy trạng thái Để tạo điều kiện thuận lợi cho q trình hóa nhiên liệu, mục tiêu thiết kế vịi đốt dầu tăng diện tích bề mặt tiếp xúc dầu với khơng khí Vì lý này, dầu ln phun thành giọt nhỏ vào lị Chương trình bày tổng quan hệ thống cung cấp dầu số quy trình lựa chọn thiết kế đầu đốt dầu CHƯƠNG NỘI DUNG 2-1 Thiết kế hệ thống cấp dầu Một hệ thống cung cấp dầu điển hình bao gồm thùng dầu, lọc dầu, bơm cấp dầu, làm nóng đường ống kết nối với lị Theo đó, hệ thống chia thành nhiều phần: thùng dầu, đầu vào, vịng làm nóng đầu Hình 2-1 Những yêu cầu chung thiết kế hệ thống cung cấp dầu an toàn, chi phí, thuận tiện hỗ trợ khẩn cấp 2-1-1 Hệ thống làm nóng Vì lý kinh tế, hầu hết lị cơng nghiệp điện sử dụng dầu nặng tốn Rất khó để phun ( tán nhỏ ) nhiên liệu có độ nhớt cao nhiệt độ môi trường xung quanh, dầu đốt nóng để đốt cháy sơ Làm nóng phần quan trọng đầu đốt dầu Hệ thống làm nóng bao gồm lọc, máy bơm gia nhiệt Thơng thường có hai loại hệ thống sưởi ấm: hệ thống sưởi ấm đơn vị hệ thống sưởi trung tâm Trong lọc trước gia nhiệt tạo thành với máy bơm, kết nối lọc gia nhiệt (Hình 2-1) Ở cuối vịng lặp, kết nối với ống phân phối chung (còn gọi đường ống mẹ) để đưa dầu đến lò Đơi khi, việc bố trí thiết bị cân nhắc kinh tế, công suất số lượng sưởi phù hợp với công suất số lượng gia nhiệt máy bơm cấp dầu Do đó, hệ thống gia nhiệt tập trung cần thiết, nơi có đường ống phân phối chung (đường ống mẹ) đặt nguồn nhiệt máy bơm dầu Phần đầu thu thập dầu từ máy bơm sau phân phối đến nồi Hình 2-1 Sơ đồ hệ thống cung cấp dầu , bao gồm vịng sưởi ấm Vì lý thực tế, nguồn cung cấp dầu tăng thêm số công suất Thay chọn máy bơm 100% cơng suất, người ta chọn số máy bơm có cơng suất nhỏ Ví dụ, số x 50% dung lượng; nos x 33% dung lượng; nos x 50% dung lượng; nos x 25% công suất, hai máy bơm để lại làm phụ tùng Các máy sưởi dầu xếp thành khơng ba nhóm Khi nhóm lị sưởi lớn tắt, lò sưởi lại phải đáp ứng nhu cầu sưởi ấm dịng dầu để có tốc độ liên tục tối đa tất lị nhà máy Vì vậy, hệ thống sưởi chọn 3nos x 50% cơng suất, 4nos x 33% công suất, nos x 25% cơng suất; nhóm phụ tùng 2-1-2 Hệ thống bơm dầu hai cấp Trong cách bố trí trước đây, có máy bơm sử dụng để chuyển dầu từ thùng dầu đến phòng lò hơi, hệ thống này, máy bơm dầu đặt thùng dầu gia nhiệt Do đó, gia nhiệt phải chịu áp suất dầu cửa máy bơm cao Áp suất dầu đốt tăng theo công suất lị Ví dụ, áp suất dầu đầu đốt 2,0 MPa lị cơng suất 120 tấn, 3,5 MPa lò 220 tấn, 5,0 MPa lò 410 1000 tấn, 7,0 MPa lò 670 2000 Do áp suất dầu cửa máy bơm phải cao giá trị này, thiết kế gia nhiệt ngày phức tạp nồi có cơng suất cao Hơn nữa, máy bơm đặt thượng nguồn gia nhiệt, độ nhớt dầu bơm bị giới hạn nhiệt độ tối đa cho phép thùng dầu Nhiệt độ hạn chế cho độ nhớt dầu cao Điều làm giảm hiệu suất máy bơm máy bơm tiêu thụ nhiều lượng Để khắc phục thiếu sót trên, hệ thống bơm hai cấp sử dụng Trong hệ thống hai cấp, máy bơm giai đoạn đầu chuyển dầu đến gia nhiệt từ thùng chứa dầu Sau đó, dầu làm nóng bơm giai đoạn hai chuyển dầu đến phòng lò Do đó, bơm gia nhiệt giai đoạn hai phải chịu áp suất đầu đốt Tuy nhiên, hưởng lợi từ độ nhớt thấp hơn, đó, thiết kế lò sưởi đơn giản nhiều 2-2 Máy phun dầu Nói chung, đầu đốt dầu, sử dụng lò đốt dầu, chúng bao gồm súng bắn dầu, ghi khí số thiết bị bổ sung, chẳng hạn thiết bị đánh lửa, v.v Dầu bơm qua súng bắn dầu Nó phun thành giọt nhỏ sau đốt lị Đầu súng bắn dầu thành phần biết đến phận phun Bộ phận phun đóng vai trị định đến chất lượng q trình phun Khơng khí cháy đưa vào qua ghi khơng khí (được thảo luận phần 2-3) theo cách mà cung cấp điều kiện đốt cháy tốt cho phun dầu dạng phun Các yếu tố định để đốt cháy tốt lò đốt dầu chất lượng phun tốt cung cấp khơng khí miễn phí Trong phần này, ngun tắc hoạt động, cấu tạo tính tốn phun dầu thảo luận Khơng khí cung cấp thơng qua ghi khơng khí Điều thảo luận sau phần 2-3 Dầu vào lị thơng qua phun vỡ thành giọt Chất lượng nguyên tử hóa tốt yêu cầu trình cháy tốt Các giọt dầu ngun tử hóa mịn chúng cháy nhanh Do đó, u cầu phun dầu giọt nhỏ tốt phân bố tia phun đáp ứng nhu cầu ghi khơng khí Điều địi hỏi góc phun phân bố mật độ dịng phun thích hợp Ngoài ra, thiết kế phun phải đơn giản để vận hành đáng tin cậy, thuận tiện điều chỉnh, đồng thời thiết kế phải cho phép dễ dàng vệ sinh trùng tu 2-2-1 Các loại máy phun dầu Sau năm loại thiết bị phun dầu sử dụng nồi đốt dầu Bộ phun học (bộ phun học đơn giản học vòng tròn) Máy phun nước khí nén Máy phun khí áp suất thấp Bộ phun cốc quay Bộ phun siêu âm Chúng mô tả đây: 2-2-2 Bộ phun học Bộ phun học áp suất nhiên liệu tự làm nguyên tử hóa nhiên liệu Nó cịn gọi phun tia áp suất Có số phun học Loại sử dụng rộng rãi thể Hình 2-2 Có ba phần đầu đốt: Bộ phun (1) (Hình 2-2) Bộ xốy (2) Bộ phân phối dòng chảy (3) Chúng bố trí dọc theo trục đốt Đầu tiên dầu chảy qua tập hợp lỗ nhỏ phân phối dịng chảy, sau chảy qua rãnh tiếp tuyến vịi phun li tâm, làm cho dầu xốy Sau đó, dầu vào phịng xốy lát ngun tử hóa Từ dầu chảy xốy nhanh buồng xốy từ vòi phun tạo thành giọt Vì thiết kế học dịng chảy làm cho dầu nguyên tử hóa, nên loại thiết bị phun gọi thiết bị phun hóa học Có hai thiết bị nguyên tử hóa học thường sử dụng: máy nén thuận chiều, phun học đơn giản Dòng hồi lưu, gọi phun vịng trịn Hình 2-2 Hình chiếu mặt cắt máy phun đơn giản 1800 kg/h Tất kích thước đơn vị mm Hình 2-2 ( ) Trong phun dòng, dầu vào phun áp suất máy đo MPa cho đầu vào nhiệt 20-24 MW Các thiết bị phun thường sử dụng nồi nhỏ, vừa lớn Trong phun dòng hồi lưu, phần dầu quay trở lại hệ thống phân phối dầu Nó sử dụng có nhu cầu thay đổi cơng suất, ví dụ, lị cơng nghiệp với cơng suất lớn Áp suất dầu nằm khoảng từ 4-7 MPa cơng suất tối đa lên đến 60 MW Các máy phun nguyên tử học khác sử dụng máy phun nguyên tử hình trụ kiểu lỗ tiếp tuyến máy phun nguyên tử hình cầu kiểu lỗ tiếp tuyến Chi tiết đầu đốt có tài liệu (Junkai, 1992; Xiezhu, 1976) Bây thảo luận phương pháp thiết kế cho loại nguyên tử học khác Đối với phun học đơn giản, trước tiên xem xét lý thuyết sau phương pháp thiết kế a) Bộ phun học Các số chất lượng ngun tử hóa góc ngun tử hóa, kích thước giọt phân bố thơng lượng dầu HÌNH 2-3 Định nghĩa góc phun (I) Góc phun: Dầu phun từ vịi phun, tạo thành hình nón Góc hình nón này, gọi góc phun, đóng phần quan trọng thiết kế ghi khí Trong trường hợp khơng có ngoại lực nào, dầu rời khỏi vòi phun xuất dạng hình nón Ở trung tâm vòi phun dầu, cột áp suất định hình thành Áp suất xung quanh hình nón phun cao áp suất trung tâm làm cho dầu bị vỡ thành tia phun Do đó, cạnh vịi phun dầu khơng phải đường thẳng Có số cách để mơ tả góc phun mơ tả Hình 2-3 (1) Lỗ thoát dầu(α ): Vẽ đường thẳng lối vòi phun tiếp tuyến với mép vòi phun Góc hai tiếp tuyến gọi lối dầu biểu thị α Giá trị góc nguyên tử hóa lối gần giống với giá trị tính tốn lý thuyết (Hình 2-3) (2) Góc phun có điều kiện: Tại khoảng X định từ vịi phun, đường thẳng vng góc với trục vịi phun dầu, Nếu vẽ hai đường từ đầu vào phun tới điểm giao đường vng góc với vịi phun Kết quả, chúng tơi nhận hình nón nhỏ Góc hình nón gọi góc có điều kiện (Hình 2-3) Rõ ràng góc có điều kiện khơng góc ngun tử Sự khác biệt 20 o lớn Góc có điều kiện thay đổi theo khoảng cách X chọn (II) Kích thước nguyên tử phun (Kích thước giọt) Kích thước giọt số chất lượng phun Thơng thường, đường kính trung bình giọt sử dụng tham số Thực tế, thơng thường sử dụng đường kính trung bình khu vực Trong sách này, đường kính trung bình đề cập đến đường kính trung bình khu vực Kích thước giọt thay đổi theo vị trí vịi phun Vì vậy, kích thước giọt lấy mẫu vị trí cụ thể Có hai phương pháp lấy mẫu: (1) Lấy mẫu dọc theo bán kính khoảng cách định X Hình 2-3, sau đo đường kính trung bình (2) Lấy mẫu vị trí có nồng độ giọt dầu lớn nhất, sau xác định đường kính trung bình Vì giọt lớn tất vị trí khác, nên đường kính trung bình tính từ mẫu lớn Khi dịng dầu khơng khí va chạm với với vận tốc lớn, dầu vỡ thành giọt nhỏ Kết thực nghiệm (Xiezhu, 1976) đường kính giọt lớn nhất, dm, phụ thuộc vào vận tốc tương đối, Wrel, giọt dầu khơng khí sau: p khối lượng riêng khơng khí tính kg/m K hệ số phụ thuộc vào đặc tính dầu, chủ yếu độ nhớt sức căng bề mặt Đối với dầu nhiên liệu thông thường có độ nhớt vừa phải, K khoảng 600 Nó (Weinberg, 1953) kích thước giọt đường kính trung bình Sauter tỷ lệ với (FN3/∆P)0.143,trong số dịng chảy FN xác định tỷ lệ (G / A P)0.5 Có số biểu thức thực nghiệm (Dombrowski & Munday, 1968) cho kích thước giọt, bao gồm biểu thức hiển thị Các giọt vỡ xa đường kính giọt lớn giá trị tính tốn với mối quan hệ nêu (3) Mật độ dòng dầu Mật độ dòng chảy dầu định nghĩa thể tích nhiên liệu chảy qua đơn vị diện tích theo phương hướng dầu phun đơn vị thời gian Sự phân bố mật độ dòng chảy dầu có ảnh hưởng quan trọng đến q trình đăng ký khơng khí Mật độ dịng chảy dầu phải đồng xung quanh ngoại vi vịi phun Nếu khơng ... dầu Nói chung, đầu đốt dầu, sử dụng lò đốt dầu, chúng bao gồm súng bắn dầu, ghi khí số thiết bị bổ sung, chẳng hạn thiết bị đánh lửa, v.v Dầu bơm qua súng bắn dầu Nó phun thành giọt nhỏ sau đốt. .. thành giọt nhỏ vào lò Chương trình bày tổng quan hệ thống cung cấp dầu số quy trình lựa chọn thiết kế đầu đốt dầu CHƯƠNG NỘI DUNG 2-1 Thiết kế hệ thống cấp dầu Một hệ thống cung cấp dầu điển hình... khác lò đốt dầu Nhiên liệu lỏng cháy trạng thái Để tạo điều kiện thuận lợi cho q trình hóa nhiên liệu, mục tiêu thiết kế vịi đốt dầu tăng diện tích bề mặt tiếp xúc dầu với khơng khí Vì lý này, dầu